ท่อเปลี่ยนผ่าน: สะพานสำคัญที่เชื่อมต่อห้องเผาไหม้และกังหัน ประเทศไทย

†<

 ส่วนเปลี่ยนผ่าน: สะพานสำคัญที่เชื่อมห้องเผาไหม้และกังหัน

รูปร่างของส่วนต่อขยายมักจะเป็นท่อที่เปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป พื้นที่หน้าตัดของส่วนต่อขยายจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยจากคอมเพรสเซอร์ไปยังห้องเผาไหม้ เนื่องจากความเร็วการไหลของอากาศและแรงดันที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์นั้นสูง จึงจำเป็นต้องลดความเร็วการไหลของอากาศโดยเพิ่มพื้นที่หน้าตัดเพื่อให้การไหลของอากาศสามารถผสมกับเชื้อเพลิงได้ดีขึ้นและเผาไหม้ได้อย่างเสถียรในห้องเผาไหม้ ความยาวของส่วนต่อขยายจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบโดยรวมและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบความยาวควรคำนึงถึงการเปลี่ยนผ่านของการไหลของอากาศที่สม่ำเสมอและการลดการสูญเสียแรงดันให้น้อยที่สุด

เนื่องจากส่วนเปลี่ยนผ่านต้องทนต่ออุณหภูมิและแรงดันสูง โดยเฉพาะส่วนเปลี่ยนผ่านจากทางออกห้องเผาไหม้ไปยังกังหัน จึงต้องเผชิญกับการสึกกร่อนของก๊าซเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง ดังนั้น จึงมักใช้โลหะผสมที่ทนต่ออุณหภูมิสูง เช่น โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ ในแง่ของกระบวนการผลิต อาจต้องใช้เทคโนโลยีการหล่อที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวภายในเรียบและลดความต้านทานแรงเสียดทานของการไหลของอากาศ ในเวลาเดียวกัน ส่วนเปลี่ยนผ่านบางส่วนยังใช้การออกแบบช่องระบายความร้อนภายในเพื่อลดอุณหภูมิของส่วนประกอบโดยการนำอากาศเย็นเข้ามาเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างมีความสมบูรณ์และประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง

ระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากคอมเพรสเซอร์ไปยังห้องเผาไหม้ หน้าที่หลักคือการปรับความเร็วและแรงดันของการไหลของอากาศ ความเร็วการไหลของอากาศที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์นั้นสูง ในขณะที่ห้องเผาไหม้ต้องการการไหลของอากาศที่ความเร็วค่อนข้างต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการผสมที่เพียงพอและการเผาไหม้เชื้อเพลิงและอากาศที่เสถียร ส่วนการเปลี่ยนผ่านจะลดความเร็วการไหลของอากาศและแรงดันจะเปลี่ยนแปลงตามนั้นเพื่อตอบสนองความต้องการของทางเข้าห้องเผาไหม้ผ่านพื้นที่หน้าตัดที่เปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป จากห้องเผาไหม้ไปยังกังหัน ส่วนการเปลี่ยนผ่านจะต้องให้ก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและความเร็วสูงเข้าสู่กังหันอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่ากังหันสามารถสกัดพลังงานจากก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ 

การออกแบบส่วนเปลี่ยนผ่านนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของอากาศจะสม่ำเสมอ ในกังหันก๊าซ ทั้งการผสมเชื้อเพลิงและอากาศในห้องเผาไหม้และกระบวนการทำงานของก๊าซในกังหันจำเป็นต้องมีการกระจายการไหลของอากาศที่สม่ำเสมอ การไหลของอากาศที่ไม่สม่ำเสมออาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่ หรือแรงที่ไม่สม่ำเสมอบนใบพัดกังหัน ส่วนเปลี่ยนผ่านจะนำทางการไหลของอากาศให้สม่ำเสมอผ่านโครงสร้างภายในพิเศษ เช่น ใบพัดนำทางและรูปร่างผนังแบบค่อยเป็นค่อยไป จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบกังหันก๊าซทั้งหมด

ส่วนเปลี่ยนผ่านระหว่างห้องเผาไหม้และกังหันส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานของกังหัน หากส่วนเปลี่ยนผ่านไม่สามารถนำก๊าซอุณหภูมิสูงเข้าไปในกังหันได้อย่างสม่ำเสมอ ใบพัดของกังหันจะต้องรับแรงกดดันทางความร้อนและทางกลที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งไม่เพียงแต่จะลดประสิทธิภาพของกังหันเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้ใบพัดของกังหันเสียหายและอายุการใช้งานของกังหันก๊าซสั้นลง นอกจากนี้ การสูญเสียแรงดันในส่วนเปลี่ยนผ่านยังส่งผลต่อแรงดันก๊าซที่ทางเข้ากังหันด้วย จึงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของกังหัน

†<